主动防护式传感器隔离保护方法及其隔离保护电路技术

本发明专利技术涉及一种传感器隔离保护方法及电路结构。一种主动防护式传感器隔离保护方法，实现过程包括：1）采用限压器或等效限压组件，将被保护的传感器与所述限压器或等效限压组件并联，然后通过自恢复保险元件或隔离器接入传感器网络；2）把限压器或等效限压组件的保护动作临界值取在正常工作数值向故障值变化的临界处，通过检测流经传感器的电流引起的传感器工作电压变化趋势，利用所述限压器或等效限压组件的电气特性达到传感器隔离保护目的。一种实现所述隔离保护方法的主动防护式传感器隔离保护电路，采用限压器或等效限压组件，将被保护的传感器与所述限压器或等效限压组件并联，然后通过自恢复保险元件或隔离电路接入传感器网络。

【技术实现步骤摘要】
主动防护式传感器隔离保护方法及其隔离保护电路
本专利技术涉及一种传感器隔离保护方法及电路结构，尤其是涉及一种主动防护式传感器隔离保护方法及隔离保护电路。
技术介绍
烟雾传感器广泛应用在工厂、小区、学校、家庭、商务办公、仓储、石油、化工、燃气输配等众多领域的消防系统中。为提高监测的可靠性，提高工作效率并便于管理，目前的消防报警系统均采用主机控制检测的网络结构。而二线式（电流型）传感器由于引线少，安装、联接相对简单、方便，因此在网络式结构中被广泛采用。网络式结构把众多传感器通过导线连在了一起，给其供电的低电压直流电源线遍布整个监测区域，监控区域内由于照明、工作、动力等的需要，交流220V电源线也遍布其间，由于二者均布线距离远、布线面积大，经常出现并行或交叉走线现象；在安装过程中由于需要大量的人工重复操作，很容易出现接错、误接现象；再者，在使用过程中由于出现磨损老化、设备维护操作等原因，也往往会出现某一局部网络发生故障（例如传感器短路损坏、交流市电串入传感器网络等）造成整个报警系统无法正常工作的情况，甚至造成一个故障波及全体失效或损坏。为防止交流电串入传感器监测网络破坏监控网络和损坏传感器，理论上可以在监测网络电源输入端加装电感器，根据电感器可以通过直流隔离交流的原理实现对其保护。但在实际上，由于这种电感器电感量大、体积大、成本高，占用空间大和容易引起监测信号畸变等多种原因不能实施；更何况交流电的侵入位置没有确定性，单控制电源输入端根本没有效果，所以最可靠的方法是对传感器进行分区隔离处还应该对每个传感器进行保护，而从目前的实用情况看，还没有对传感器个体实施保护的方案或产品出现。在网络式火灾自动报警系统中，为了对传感器进行有效保护，目前采用的保护措施是采用隔离器。把传感器以最多32个为一区，每区安装一个隔离器再与另外区域相连，当有交流市电串入时，由隔离器把发生故障的网络部分与整个网络隔离开来，以保证网络系统的其它部分能够正常工作，同时便于确定发生故障的网络部位以提高维修效率缩短维修时间。当故障部分修复后，隔离器自行恢复工作，将被隔离出去的部分重新纳入网络内。隔离器的工作原理是：当隔离器输出所连接的电路发生交流电串入后，隔离器内部电路中的自复熔丝断开，同时内部电路中的继电器吸合，将隔离器输出所连接的电路与其它传感器网络完全断开。总线短路故障修复后，继电器释放，自复熔丝恢复导通，隔离器输出所连接的电路重新纳入系统。从隔离器的作用和应用情况可以看出：隔离器并不是理想的防护器件，它存在有下列不足：1、属于被动防护。隔离器是靠故障出现后产生的故障电流使自恢复保险丝断开隔离器才开始工作的，所以只能有了故障电流（即形成故障后）才有后续的动作，而且从故障电流导致的自恢复保险丝断开到隔离完成，其间的每一步都应该有相应电路依次响应并动作，这些动作不仅在时间上有前后而且也有延迟，这就造成隔离延迟，这期间会造成网络内的传感器损坏。2、纵然被隔离，而隔离区域内又有数十个传感器存在，这些传感器无法避免要受牵连导致不能正常工作甚至损坏。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，提出了一种主动防护式传感器隔离保护方法及保护电路，能够实现传感器的局部网络隔离+个体保护。本专利技术所采用的技术方案：一种主动防护式传感器隔离保护方法，实现过程包括：1）采用限压器或等效限压组件，将被保护的传感器与所述限压器或等效限压组件并联，然后通过自恢复保险元件或隔离器接入传感器网络；2）把限压器或等效限压组件的保护动作临界值取在正常工作数值向故障值变化的临界处，通过检测流经传感器的电流引起的传感器工作电压变化趋势，利用所述限压器或等效限压组件的电气特性达到传感器隔离保护目的。所述的主动防护式传感器隔离保护方法，限压器或等效限压组件采用稳压二极管，稳压二极管的稳压值取传感器最大耐压值的0.8～0.95倍，稳压二极管的最大稳压电流大于自恢复保险丝的最大动作电流。所述的主动防护式传感器隔离保护方法，限压器或等效限压组件采用稳压二极管D1、晶体管Q、二极管D2组成等效的稳压电路，晶体管Q、二极管D2并联，稳压二极管D1正向端与晶体管Q的控制基极连接，稳压二极管D1的稳压值取传感器最大耐压值的0.8～0.95倍。所述的主动防护式传感器隔离保护方法，限压器或等效限压组件采用双向可控硅，设置双向可控硅的导通条件是在正常供电电压下可控硅处于截止状态，电压升高接近传感器的最高承受电压时可控硅导通，流过自恢复保险丝的电流增大到超过它的动作电流，自恢复保险丝关断，达到保护和隔离目的。所述的主动防护式传感器隔离保护方法，自恢复保险元件的工作电压值取大于电路中出现故障时的最大电压值1.2～1.5倍，动作电流值取稍大于最大工作电流。一种实现所述隔离保护方法的主动防护式传感器隔离保护电路，采用限压器或等效限压组件，将被保护的传感器与所述限压器或等效限压组件并联，然后通过自恢复保险元件或隔离电路接入传感器网络（供电电源）。所述的主动防护式传感器隔离保护电路，限压器或等效限压组件采用稳压二极管或等效的两端稳压电路，等效两端稳压电路采用稳压管D1、晶体管Q、二极管D2组成，晶体管Q、二极管D2并联，稳压管D1正向端与体管Q的控制基极连接。所述的主动防护式传感器隔离保护电路，限压器或等效限压组件采用双向可控硅D3、稳压管D1、稳压管D2和取样电阻R1、R2组成等效的两端稳压电路，所述双向可控硅D3与被保护的传感器并联，取样电阻R1、R2串联后接在传感器供电电源入口到自恢复保险丝之间，取样电阻R1、R2的节点通过两个反接的稳压管连接双向可控硅D3的控制端。一种实现所述隔离保护方法的主动防护式传感器隔离保护电路，对于单个传感器或局部传感器网络，采用稳压二极管或等效稳压组件及二极管整流桥构成隔离保护电路，所述传感器供电电源通过自恢复保险丝F1施加在二极管整流桥的输入端，所述二极管整流桥的输出端通过自恢复保险丝F2和所述稳压二极管施加在传感器上。一种实现所述隔离保护方法的主动防护式传感器隔离保护电路，对于单个传感器或局部传感器网络，采用二极管组成的整流桥构成等效限压组件，所述整流桥串联一隔直电容连接在传感器或局部传感器网络的供电端，该供电端通过自保护保险元件及一继电器连接隔离器供电电源，所述继电器受控连接于前述整流桥的输出端。本专利技术的有益效果：1、本专利技术主动防护式传感器隔离保护方法及保护电路，在保留隔离器的基础上增加了对传感器个体的保护。不仅只是当有交流电串入，而且在传感器损坏、工作异常时既保证串入区域网络被隔离（不对整体网络有影响），同时也保护交流电串入的这个局部网络内的传感器不被损坏。变被动成主动，变隔离成保护，由对传感器的区域网络保护变成对传感器个体的保护。2、本专利技术主动防护式传感器隔离保护电路，在电路组成上，由自恢复保险丝和两端稳压器或等效的两端稳压组件组成，省略了故障检测取样、放大、信号处理、故障隔离等电路和元件，具有实施容易，成本低，可靠性高，性能优异等优点。3、本专利技术主动防护式传感器隔离保护方法，把相关元器件进行组合，充分利用电子元件的特性，由隔离器的检测电流变成检测工作电压变化趋势，把保护动作临界值取在正常工作数值向故障值变化的临界处，直接利用所用半导体元件和电子元件的电气特性达到隔离保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动防护式传感器隔离保护方法，实现过程包括：1）采用限压器或等效限压组件，将被保护的传感器与所述限压器或等效限压组件并联，然后通过自恢复保险元件或隔离器接入传感器网络；2）把限压器或等效限压组件的保护动作临界值取在正常工作数值向故障值变化的临界处，通过检测流经传感器的电流引起的传感器工作电压变化趋势，利用所述限压器或等效限压组件的电气特性达到传感器隔离保护目的。

【技术特征摘要】
1.一种主动防护式传感器隔离保护方法，实现过程包括：1）采用限压器或等效限压组件，将被保护的传感器与所述限压器或等效限压组件并联，然后通过自恢复保险元件或隔离器接入传感器网络；2）把限压器或等效限压组件的保护动作临界值取在正常工作数值向故障值变化的临界处，通过检测流经传感器的电流引起的传感器工作电压变化趋势，利用所述限压器或等效限压组件的电气特性达到传感器隔离保护目的。2.根据权利要求1所述的主动防护式传感器隔离保护方法，其特征在于：限压器或等效限压组件采用稳压二极管，稳压二极管的稳压值取传感器最大耐压值的0.8～0.95倍，稳压二极管的最大稳压电流大于自恢复保险丝的最大动作电流。3.根据权利要求1所述的主动防护式传感器隔离保护方法，其特征在于：限压器或等效限压组件采用稳压二极管D1、晶体管Q、二极管D2组成等效的稳压电路，晶体管Q、二极管D2并联，稳压二极管D1正向端与晶体管Q的控制基极连接，稳压二极管D1的稳压值取传感器最大耐压值的0.8～0.95倍。4.根据权利要求1所述的主动防护式传感器隔离保护方法，其特征在于：限压器或等效限压组件采用双向可控硅，设置双向可控硅的导通条件是在正常供电电压下可控硅处于截止状态，电压升高接近传感器的最高承受电压时可控硅导通，流过自恢复保险丝的电流增大到超过它的动作电流，自恢复保险丝关断，达到保护和隔离目的。5.根据权利要求1～4任一项所述的主动防护式传感器隔离保护方法，其特征在于：自恢复保险元件的工作电压值取大于电路中出现故障时的最大电压值1.2～1.5倍，动作电流值取稍大于最大工作电流。6.一种实现权利要求1所述隔离保护方法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐向宇，徐俊亚，
申请(专利权)人：徐向宇，
类型：发明
国别省市：河南,41